Per què els dispositius de xarxa utilitzen 25MHz i els seus múltiples com a freqüències?

Per què els dispositius de xarxa utilitzen 25MHz i els seus múltiples com a freqüències?

En dispositius de xarxa com ara targetes de xarxa, commutadors, encaminadors i equips Ethernet, la selecció de la freqüència de l'oscil·lador de cristall està determinada per les funcions bàsiques del dispositiu, els requisits del xip i els estàndards de protocol de comunicació. L'ús d'oscil·ladors de cristall amb una freqüència de 25MHz i els seus múltiples es deu principalment a l'estreta alineació d'aquest sistema de freqüències amb els estàndards Ethernet, els protocols de comunicació i les arquitectures de xips, que permeten un disseny simplificat, costos reduïts i un rendiment millorat. A continuació es proporciona una explicació detallada:

I. Per què triar 25MHz com a freqüència base?

25MHz no és un valor seleccionat arbitràriament. S'utilitza àmpliament perquè té una relació múltiple enter amb diverses freqüències centrals en la comunicació de xarxa, facilitant la multiplicació o divisió de freqüències.

1.1 Compleix amb els requisits de freqüència estàndard d'Ethernet

Fast Ethernet (100BASE-TX): utilitza un rellotge de 25 MHz com a freqüència de transmissió de dades.

Gigabit Ethernet (1000BASE-T): utilitza un rellotge de 125 MHz, que és de 25 MHz × 5.

10 GbE (10 Gigabit Ethernet) i superior: tot i que la freqüència del rellotge principal és més alta (per exemple, 156,25 MHz), normalment es pot derivar multiplicant l'oscil·lador de cristall de 25 MHz mitjançant un PLL.

Això indica que 25MHz, com a freqüència de rellotge base, pot suportar directament o indirectament les freqüències operatives de PHY/MAC per a les velocitats d'Ethernet principals.

II. Conveniència tècnica d'implementació

2.1 Fàcil multiplicació de freqüència mitjançant PLL

Els xips de xarxa (com ara els xips PHY, MAC i commutadors) sovint utilitzen circuits PLL (Phase Locked Loop) internament per generar les freqüències de rellotge de funcionament necessàries. 25MHz és una freqüència d'entrada moderada que pot generar de manera eficient freqüències comunes-d'alta velocitat, com ara:

25 MHz × 2=50MHz

25 MHz × 4=100MHz

25 MHz × 5=125MHz

25 MHz × 6.25=156.25MHz (per a 10 GbE)

Com que 25 MHz és una freqüència base amb múltiples sencers fàcils de--calcular, simplifica el disseny de PLL, permet un bloqueig més ràpid i garanteix una sortida més estable.

2.2 Compatible amb els requisits de xip principals

La majoria dels fabricants de xips de dispositius de xarxa (com ara Broadcom, Realtek, Marvell, Intel, etc.) admeten explícitament l'entrada d'oscil·lador de cristall de 25 MHz en els requisits de rellotge d'entrada dels seus xips PHY o MAC, o proporcionen modes de funcionament per a l'entrada de 25 MHz.

III. Avantatges en EMC, disseny de circuits i cost

3.1 Millor control EMI i alta integritat del senyal

En comparació amb els oscil·ladors de cristall amb freqüències més altes (per exemple, 50MHz, 100MHz, 125MHz, 150MHz i 200MHz), 25MHz ofereix avantatges importants en termes d'interferència electromagnètica (EMI):

Una freqüència fonamental més baixa produeix menys interferències harmòniques;

L'encaminament de PCB és més fàcil de complir amb les especificacions de disseny EMI;

Requisits més baixos per a tancaments i integritat de potència, facilitant la integració del sistema.

3.2 Oscil·ladors de cristall madurs, estables i rendibles-

Els oscil·ladors de cristall de 25 MHz es troben entre les freqüències més utilitzades a la indústria electrònica, amb els següents avantatges:

Abundants productes-de-prestatges i una gran varietat de tipus;

Costos de fabricació baixos i preus d'adquisició assequibles;

Una cadena de subministrament madura amb terminis de lliurament curts i qualitat estable.

Això és molt atractiu per als fabricants de dispositius de xarxa que es dediquen a la producció a gran-escala.

IV. Exemple d'aplicació en disseny pràctic

Prenent com a exemple un commutador Gigabit Ethernet:

El xip de control principal requereix una freqüència de funcionament d'entrada de 125MHz;

En el disseny, es pot utilitzar un oscil·lador de cristall de 25 MHz i la freqüència es pot multiplicar a 125 MHz mitjançant el PLL integrat-del xip;

Mentrestant, el rellotge de 25 MHz es pot distribuir a altres mòduls (com PHY, MAC o mòduls de sincronització de rellotge) mitjançant un arbre de rellotge;

Això aconsegueix una font de rellotge unificada, simplifica l'arquitectura del rellotge i redueix la complexitat i els costos del sistema.

Resum

Els motius pels quals els dispositius de xarxa utilitzen 25 MHz i els seus múltiples com a freqüències d'oscil·lador de cristall es poden resumir de la següent manera:

Els oscil·ladors de cristall Hangjing s'utilitzen àmpliament en dispositius de xarxa (targetes de xarxa, commutadors, encaminadors, Ethernet). A més dels productes de grau-industrial, també oferim oscil·ladors de cristall d'-temperatura alta-estabilitat (-55 ~ +125 graus) i podem oferir solucions d'aplicació i adaptació d'oscil·ladors de cristall. Si teniu necessitats rellevants, no dubteu a contactar amb el personal tècnic o comercial de Hangjing.